< Terug naar vorige pagina

Project

Verbetering van eigenschappen van Zymomonas mobilis voor efficiënte bio-ethanol productie uit lignocellulose biomassa door middel van experimentele evolutie

Ethanol is steeds meer een gevestigde waarde in onze samenleving als hernieuwbare brandstof. Het gebruik van ethanol als brandstof helpt niet alleen in het verminderen van onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen, maar ook in het afremmen van de opwarming van de aarde door vermindering in de uitstoot van broeikasgassen. Hoewel de vraag naar ethanol gradueel toeneemt, blijkt meer dan 98% van alle ethanol op de markt afkomstig van grondstoffen die ook gebruikt kunnen worden als voedsel, zoals maïs, tarwe en suikerriet. Op lange termijn is het gebruik van voedsel voor brandstof niet aanvaardbaar gezien de wereldwijd toenemende vraag naar voedsel . Als alternatief kan bio-ethanol ook geproduceerd worden vertrekkende van lignocellulose bevattende biomassa, zoals plantaardig afval en agro-residu's. Ethanol die hiervan afkomstig is, wordt tweede-generatie bio-ethanol genoemd en interfereert niet met het de vraag naar voedsel. Om de lignocellulose te kunnen gebruiken voor de productie van bio-ethanol moeten eerst fermenteerbare C5 en C6 suikers vrijgemaakt worden tijdens een hydrolyse stap. Dit kan op een chemische of enzymatische manier, maar in beide gevallen komen meerdere toxische componenten, zoals (an)organische zuren en aldehyden vrij in het hydrolysaat die de groei van de micro-organismen verhinderen en interfereren met ethanol productie. Bovendien is ethanol zelf toxisch en beperkt eindproduct-inhibitie de totale hoeveelheid ethanol dat kan geproduceerd worden. Tijdens de productie van ethanol zal de hoeveelheid ethanol in het mengsel stijgen, waardoor verdere productie gradueel geinhibeerd zal worden. Zowel het verhogen van de tolerantie voor ethanol als het verhogen van de tolerantie voor de inhibitoren in het lignocellulose hydrolysaat zijn mogelijke routes om de efficiëntie van ethanol productie te verhogen. In voorafgaand werk hebben wij verhoogde ethanol tolerantie in de bacterie Escherichia coli bestudeerd door middel van experimentele evolutie. Het sequeneren van de genomen van verschillende ethanol tolerante E. coli populaties zorgde voor een beter inzicht in de tolerantiemechanismen. Bovendien toonde preliminaire data ook aan dat tolerante stammen meer ethanol kunnen produceren. Omdat E. coli geen natuurlijk ethanol-producerende bacterie is, zullen we ons in dit project focussen op een natuurlijk ethanologene stam met hoge industriële relevantie, Zymomonas mobilis. Het doel van dit project is om de resultaten van het ethanol tolerantie experiment in E. coli toe te passen op Z. mobilis. Bovendien willen we experimentele evolutie gebruiken om tolerantie tegen inhibitoren in het lignocellulose hydrolysaat te verhogen. Tot slot zullen we nieuwe CRISPR/Cas9 gebaseerde methodes ontwikkelen voor snelle modificatie van het genoom van Zymomonas mobilis. 

Datum:1 okt 2017 →  31 aug 2018
Trefwoorden:Zymomonas mobilis
Disciplines:Plantenbiologie